第六章 移動(dòng)通信(48張)

1、 通信概論概論 第六章第六章 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 通信工程系 第六章第六章 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 6.1 移動(dòng)通信概述 6.2 移動(dòng)通信的基本技術(shù) 6.3 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 移動(dòng)通信移動(dòng)通信“動(dòng)中通動(dòng)中通” 通 信 雙 方 或 至 少 其 中 一 方 在 移 動(dòng) 環(huán) 境 下 進(jìn) 行通 信 雙 方 或 至 少 其 中 一 方 在 移 動(dòng) 環(huán) 境 下 進(jìn) 行 信 息 傳 遞 的 通 信 方 式 ， 包 括 移 動(dòng) 體 之 間 或 移 動(dòng)信 息 傳 遞 的 通 信 方 式 ， 包 括 移 動(dòng) 體 之 間 或 移 動(dòng) 體與固定體之間的通信。體與固定體之間的通信。 1、什么是移

2、動(dòng)通信、什么是移動(dòng)通信 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 無論任何人無論任何人（Whoever)Whoever) 在任何時(shí)間在任何時(shí)間（WheneverWhenever） 在任何地點(diǎn)在任何地點(diǎn)（WhereverWherever） 與任何一個(gè)人與任何一個(gè)人（WhomeverWhomever） 進(jìn)行任何類型的通信進(jìn)行任何類型的通信（WhateverWhatever） 2、目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信系統(tǒng)、目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信系統(tǒng) 2 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)，接續(xù)工作由人工操作完成，采模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)，接續(xù)工作由人工操作完成，采 用用 電子管，體積龐大、笨重且昂貴，使

3、用短波段。電子管，體積龐大、笨重且昂貴，使用短波段。 第一階段第一階段 交換系統(tǒng)為自動(dòng)交換，接續(xù)效率高，采用晶體管，體交換系統(tǒng)為自動(dòng)交換，接續(xù)效率高，采用晶體管，體 積大為減小，使用甚高頻。積大為減小，使用甚高頻。 第二階段第二階段 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（蜂窩系統(tǒng)）第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（蜂窩系統(tǒng)） 第三階段第三階段 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 的具體的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和實(shí)施階段。的具體的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和實(shí)施階段。 第四階段第四階段 3、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 18871887年，馬可尼

4、在陸地和一艘輪船上完成無線通信試驗(yàn)，年，馬可尼在陸地和一艘輪船上完成無線通信試驗(yàn)， 標(biāo)志無線通信的開始。標(biāo)志無線通信的開始。 19281928年，美國警用車輛的車載無線電系統(tǒng)，標(biāo)志移動(dòng)通年，美國警用車輛的車載無線電系統(tǒng)，標(biāo)志移動(dòng)通 信的開始。信的開始。 19461946年，年，BellBell實(shí)驗(yàn)室在圣路易斯建立第一個(gè)公用汽車電實(shí)驗(yàn)室在圣路易斯建立第一個(gè)公用汽車電 話網(wǎng)，話網(wǎng)，19601960年，實(shí)現(xiàn)無線頻道自動(dòng)選擇域公用電話網(wǎng)自動(dòng)撥年，實(shí)現(xiàn)無線頻道自動(dòng)選擇域公用電話網(wǎng)自動(dòng)撥 號(hào)連接。號(hào)連接。 19741974年，美國年，美國BellBell實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩移動(dòng)通信的概念。實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩移動(dòng)通信

5、的概念。 3、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 1980s1980s，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，19831983年美國的年美國的AMPSAMPS，19801980 年北歐的年北歐的NMTNMT，19791979年日本的年日本的NAMTS,1985NAMTS,1985年英國年英國TACSTACS系統(tǒng)系統(tǒng) 1990s1990s，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，19921992年商用的年商用的GSMGSM，19911991 年北美的年北美的IS-54IS-54，19931993年日本的年日本的PDC,1993PDC,1993年美國

6、提出的年美國提出的IS-IS- 9595（N-N-CDMACDMA） 2000s2000s，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，歐洲、日本歐洲、日本的的WCDMAWCDMA ， 北美北美的的CDMA-CDMA-20002000 ，中國中國的的TD-SCDMATD-SCDMA 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 3、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 系統(tǒng)間沒有公共接口。系統(tǒng)間沒有公共接口。 無法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，數(shù)字承無法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)，數(shù)字承 載業(yè)務(wù)很難開展。載業(yè)務(wù)很難開展。 頻率利用率低，無法適應(yīng)大容量的要求。頻率利用率低，無法適應(yīng)大容量的要求。

7、 安全性差，易于被竊聽，易做安全性差，易于被竊聽，易做“假機(jī)假機(jī)”。 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn) 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 3、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 頻譜利用率，系統(tǒng)容量大。頻譜利用率，系統(tǒng)容量大。 用戶能獲得多種服務(wù)（以話音業(yè)務(wù)為主，并提供低速率用戶能獲得多種服務(wù)（以話音業(yè)務(wù)為主，并提供低速率 以電路型為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）。以電路型為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）。 能自動(dòng)漫游。能自動(dòng)漫游。 話音質(zhì)量比第一代好。話音質(zhì)量比第一代好。 保密性好。保密性好。 可以與可以與ISDNISDN、PSTNPSTN等網(wǎng)絡(luò)互連。等網(wǎng)絡(luò)互連。 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)

8、通信概述 3、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 數(shù)據(jù)功能差，不能支持多媒體業(yè)務(wù)。如使用數(shù)據(jù)功能差，不能支持多媒體業(yè)務(wù)。如使用GSMGSM手機(jī)上手機(jī)上 網(wǎng)，理論上只能達(dá)到網(wǎng)，理論上只能達(dá)到9.6k9.6k的上網(wǎng)速度。的上網(wǎng)速度。 全球不同的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)彼此間不能兼容，使用全球不同的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)彼此間不能兼容，使用 的頻率也不一樣，全球漫游比較困難。的頻率也不一樣，全球漫游比較困難。 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)缺點(diǎn) 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 3、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程、移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 具有全球標(biāo)準(zhǔn)具有全球標(biāo)準(zhǔn) 使用全球公共頻帶使用全球公共頻帶 具有全球使用的小型終端具有全

9、球使用的小型終端 具有全球漫游能力具有全球漫游能力 從媒體（從媒體（MediaMedia）多媒體（多媒體（Multi-mediaMulti-media） 微蜂窩結(jié)構(gòu)微蜂窩結(jié)構(gòu) 提高改良的頻率使用效率提高改良的頻率使用效率 具有易于向下一代系統(tǒng)發(fā)展的靈活性具有易于向下一代系統(tǒng)發(fā)展的靈活性 具有高速的分級(jí)數(shù)據(jù)速率具有高速的分級(jí)數(shù)據(jù)速率 在固定位置環(huán)境下能達(dá)到在固定位置環(huán)境下能達(dá)到2Mbps2Mbps 對(duì)步行用戶能達(dá)到對(duì)步行用戶能達(dá)到384kbps384kbps 對(duì)車載用戶能達(dá)到對(duì)車載用戶能達(dá)到144kbps144kbps 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn) 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 信道傳輸條

10、件惡劣 移動(dòng)臺(tái)使用無線信道，在電波傳播的過程中，由于多徑衰多徑衰 落落、建筑物阻擋造成的陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)、移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻多普勒頻 移移等，使接收信號(hào)極不穩(wěn)定。 信號(hào)起伏幅度可達(dá)30dB以上。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 4、移動(dòng)通信的特點(diǎn)、移動(dòng)通信的特點(diǎn) 強(qiáng)干擾情況下工作 移動(dòng)通信除受到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的火花干擾及工業(yè)干擾以外， 主要的干擾有互調(diào)干擾、鄰道干擾及同頻干擾互調(diào)干擾、鄰道干擾及同頻干擾。 互調(diào)干擾互調(diào)干擾：由于部件的非線性引起；非線性部件的輸出信號(hào) 中，會(huì)包含輸入信號(hào)所沒有的新的頻率成分，如果這些新的 頻率成分落入其他信號(hào)的頻率范圍之內(nèi)，就會(huì)對(duì)該信道造成 干擾，稱

11、為互調(diào)干擾； 鄰道干擾鄰道干擾：相鄰或鄰近信道之間，由于信道隔離度不夠造成 的干擾； 同頻干擾同頻干擾：相同頻率的無用信號(hào)造成的干擾。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 可供使用的頻率資源有限 移動(dòng)通信的可用頻率范圍有限，而移動(dòng)通信的用戶數(shù)卻 在猛增，故有效地利用頻率資源是移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)重要研 究課題。 建網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜 由于移動(dòng)臺(tái)在通信區(qū)域內(nèi)隨時(shí)運(yùn)動(dòng)，需要隨機(jī)選用無線 通道，同時(shí)需支持位置登記、越區(qū)切換及漫游存取的跟蹤技術(shù)， 這使其信令種類比固定網(wǎng)要復(fù)雜得多。此外，在入網(wǎng)和計(jì)費(fèi)方 式也有其特殊的要求。所以移動(dòng)通信系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 移動(dòng)通信工作

12、方式移動(dòng)通信工作方式 單向通信方式單向通信方式 雙向通信方式雙向通信方式 單工通信方式單工通信方式 雙工通信雙工通信 方式方式半雙工通信方式半雙工通信方式 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 5、移動(dòng)通信的工作方式、移動(dòng)通信的工作方式 通信雙方中的一方只能接收信號(hào)，而另一方只能發(fā)送信通信雙方中的一方只能接收信號(hào)，而另一方只能發(fā)送信 號(hào)，不能互逆。收信號(hào)方不能對(duì)發(fā)信號(hào)方直接進(jìn)行信息號(hào)，不能互逆。收信號(hào)方不能對(duì)發(fā)信號(hào)方直接進(jìn)行信息 反饋。反饋。 陸地移動(dòng)通信中的無線尋呼系統(tǒng)就采用這種工作方式。陸地移動(dòng)通信中的無線尋呼系統(tǒng)就采用這種工作方式。 BP機(jī)只能收信而不能發(fā)信，反饋信息只能通過機(jī)只能收

13、信而不能發(fā)信，反饋信息只能通過“打電話打電話 ”間接地來完成。間接地來完成。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 5、移動(dòng)通信的工作方式、移動(dòng)通信的工作方式 所謂雙向通信方式就是通信雙方都可以接收信號(hào)和發(fā)所謂雙向通信方式就是通信雙方都可以接收信號(hào)和發(fā) 送信號(hào)。送信號(hào)。 日常生活中的電話機(jī)、手機(jī)、對(duì)講機(jī)等都是雙向通信日常生活中的電話機(jī)、手機(jī)、對(duì)講機(jī)等都是雙向通信 方式。方式。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 5、移動(dòng)通信的工作方式、移動(dòng)通信的工作方式 移動(dòng)通信的雙方只能交替地進(jìn)行發(fā)信和收信，而移動(dòng)通信的雙方只能交替地進(jìn)行發(fā)信和收信，而 不能同時(shí)進(jìn)行發(fā)信和收信。不能同時(shí)進(jìn)行發(fā)信和收

14、信。 常用的對(duì)講機(jī)就是采用的這通信方式。平時(shí)天線常用的對(duì)講機(jī)就是采用的這通信方式。平時(shí)天線 與接收機(jī)相連接，發(fā)信機(jī)不工作。當(dāng)一方用戶需與接收機(jī)相連接，發(fā)信機(jī)不工作。當(dāng)一方用戶需 要講話時(shí)，按下要講話時(shí)，按下“按按-講講”開關(guān)（開關(guān)（PTT），天線與），天線與 發(fā)發(fā) 信機(jī)相連（發(fā)信機(jī)開始工作）。另一方的天線接信機(jī)相連（發(fā)信機(jī)開始工作）。另一方的天線接 至接收機(jī)，因而可收到對(duì)方發(fā)來的信號(hào)。至接收機(jī)，因而可收到對(duì)方發(fā)來的信號(hào)。 根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可以分為同頻單工和根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可以分為同頻單工和 異頻單工。異頻單工。 單工通信方式單工通信方式 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述

15、 同頻單工通信方式同頻單工通信方式 通信雙方使用相同的頻率通信雙方使用相同的頻率 工作，發(fā)送時(shí)不接收接工作，發(fā)送時(shí)不接收接 收時(shí)不發(fā)送。只占用一個(gè)頻點(diǎn)。收時(shí)不發(fā)送。只占用一個(gè)頻點(diǎn)。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 異頻單工通信方式異頻單工通信方式 發(fā)信機(jī)和收信機(jī)分別使用兩個(gè)不同的頻率進(jìn)行發(fā)送和接收發(fā)信機(jī)和收信機(jī)分別使用兩個(gè)不同的頻率進(jìn)行發(fā)送和接收 。如甲的發(fā)射頻率和乙的接收頻率為。如甲的發(fā)射頻率和乙的接收頻率為f1，乙的發(fā)射頻率和，乙的發(fā)射頻率和 甲的接收頻率為甲的接收頻率為f2。同一部電臺(tái)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是輪換。同一部電臺(tái)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是輪換 工作的。工作的。 6.1 6.1 移

16、動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 雙工通信方式雙工通信方式 通信雙方在通話時(shí)收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，即任意一方在發(fā)話的通信雙方在通話時(shí)收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，即任意一方在發(fā)話的 同時(shí)，也能收聽到對(duì)方的信息，與普通有線電話的使用情況同時(shí)，也能收聽到對(duì)方的信息，與普通有線電話的使用情況 類似；類似； 通信雙方通過雙工器來完成雙工通信；通信雙方通過雙工器來完成雙工通信； 分為分為頻分雙工（頻分雙工（FDDFDD）和和時(shí)分雙工（時(shí)分雙工（TDDTDD）。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 5、移動(dòng)通信的工作方式、移動(dòng)通信的工作方式 信道間隔：信道間隔： 200kHz 1710 178518051880 雙工距離雙工

17、距離 : 95 MHz 890915935960 雙工距離雙工距離 : 45 MHz GSM 900 : GSM 1800 : 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 5、移動(dòng)通信的工作方式、移動(dòng)通信的工作方式 頻分雙工通信方式（頻分雙工通信方式（FDD） 收、發(fā)信機(jī)所用頻率不同，一般雙工頻差為幾收、發(fā)信機(jī)所用頻率不同，一般雙工頻差為幾MHZ 到幾十到幾十MHZ，即從頻率上來區(qū)分收發(fā)信道。，即從頻率上來區(qū)分收發(fā)信道。 優(yōu)點(diǎn)：使用方便，收發(fā)信機(jī)自身的干擾較小。優(yōu)點(diǎn)：使用方便，收發(fā)信機(jī)自身的干擾較小。 缺點(diǎn)：需占用兩個(gè)頻段才能工作，占用頻譜資源多，缺點(diǎn)：需占用兩個(gè)頻段才能工作，占用頻譜資源多，

18、MS在通信中發(fā)射機(jī)經(jīng)常處于發(fā)射狀態(tài)，耗電大。在通信中發(fā)射機(jī)經(jīng)常處于發(fā)射狀態(tài)，耗電大。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 時(shí)分雙工通信方式（時(shí)分雙工通信方式（TDD） 信號(hào)的接收和傳送在同一頻率的信道即載波的不同信號(hào)的接收和傳送在同一頻率的信道即載波的不同 時(shí)隙，用保證時(shí)間來分離接收與傳輸信道。時(shí)隙，用保證時(shí)間來分離接收與傳輸信道。 我國的我國的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA中就采用了此技術(shù)。中就采用了此技術(shù)。 與與FDD模式相比具有以下五個(gè)方面優(yōu)勢(shì)模式相比具有以下五個(gè)方面優(yōu)勢(shì)： 頻譜靈活性高頻譜靈活性高 頻譜利用率高頻譜利用率高 支持不對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持不對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 有利于采用新

19、技術(shù)有利于采用新技術(shù) 成本低成本低 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 半雙工通信方式半雙工通信方式 指通信雙方的一方使用頻分雙工方式，收發(fā)信機(jī)同指通信雙方的一方使用頻分雙工方式，收發(fā)信機(jī)同 時(shí)工作，另一方則采用異頻單工方式，收發(fā)信機(jī)交替工時(shí)工作，另一方則采用異頻單工方式，收發(fā)信機(jī)交替工 作，也稱為雙向異頻半雙工工方式。作，也稱為雙向異頻半雙工工方式。 主要用于專用移動(dòng)通信中，如汽車調(diào)度。主要用于專用移動(dòng)通信中，如汽車調(diào)度。 基地臺(tái)是雙工方式，即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工基地臺(tái)是雙工方式，即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工 作，而移動(dòng)作，而移動(dòng) 臺(tái)是按鍵講話的異頻單工方式。臺(tái)是按鍵講話的異頻單工方式。 6.1 6.1

20、 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 F蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) F無線尋呼系統(tǒng)無線尋呼系統(tǒng) F無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng) 6 6、常見的移動(dòng)通信系統(tǒng)、常見的移動(dòng)通信系統(tǒng) F集群移動(dòng)通信系統(tǒng)集群移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 F蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 把整個(gè)服務(wù)區(qū)劃把整個(gè)服務(wù)區(qū)劃 分成若干個(gè)較小的區(qū)分成若干個(gè)較小的區(qū) 域（小區(qū)），各小區(qū)域（小區(qū)），各小區(qū) 均用小功率的基站發(fā)均用小功率的基站發(fā) 射機(jī)覆蓋，許多小區(qū)射機(jī)覆蓋，許多小區(qū) 像蜂窩一樣覆蓋任意像蜂窩一樣覆蓋任意 形狀的服務(wù)地區(qū)。形狀的服務(wù)地區(qū)。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 通信塔 通信塔 通信塔

21、 公用 電話網(wǎng) 無線電尋呼控制 中心及主發(fā)射臺(tái)用戶回路 市話中心要呼叫某一市話中心要呼叫某一“袖珍玲袖珍玲”用戶，可撥尋呼中心的專用戶，可撥尋呼中心的專 用號(hào)碼，尋呼中心的話務(wù)員記錄所要尋找的用戶號(hào)碼及要用號(hào)碼，尋呼中心的話務(wù)員記錄所要尋找的用戶號(hào)碼及要 代傳的號(hào)碼及要代傳的消息，并自動(dòng)在無線信道上發(fā)出呼代傳的號(hào)碼及要代傳的消息，并自動(dòng)在無線信道上發(fā)出呼 叫叫. 被呼用戶的袖珍接收機(jī)發(fā)出呼叫聲，并在液晶屏上顯示主被呼用戶的袖珍接收機(jī)發(fā)出呼叫聲，并在液晶屏上顯示主 呼用戶的電話號(hào)碼及簡(jiǎn)單消息。呼用戶的電話號(hào)碼及簡(jiǎn)單消息。 袖珍玲用戶利用鄰近市話電話機(jī)與主呼用戶通話。袖珍玲用戶利用鄰近市話電話機(jī)與

22、主呼用戶通話。 F無線尋呼系統(tǒng)無線尋呼系統(tǒng) 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 普通話機(jī) 座機(jī) 市話局 用戶線 F無繩電話系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng) 普通的電話單機(jī)分成座機(jī)普通的電話單機(jī)分成座機(jī) 和手機(jī)兩部分和手機(jī)兩部分 座機(jī)與有線電話網(wǎng)連接，座機(jī)與有線電話網(wǎng)連接， 手機(jī)與座機(jī)間用無線電連接。手機(jī)與座機(jī)間用無線電連接。 因手機(jī)與座機(jī)間不用電線因手機(jī)與座機(jī)間不用電線 相連，故稱為相連，故稱為“無繩無繩”電話。電話。 以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，是有線電話網(wǎng)的無線延伸以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，是有線電話網(wǎng)的無線延伸 普通的電話單機(jī)分成座機(jī)普通的電話單機(jī)分成座機(jī) 和手機(jī)兩部分和手機(jī)兩部分 座機(jī)與有

23、線電話網(wǎng)連接，座機(jī)與有線電話網(wǎng)連接， 手機(jī)與座機(jī)間用無線電連接。手機(jī)與座機(jī)間用無線電連接。 因手機(jī)與座機(jī)間不用電線因手機(jī)與座機(jī)間不用電線 相連，故稱為相連，故稱為“無繩無繩”電話。電話。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 F集群移動(dòng)通信系統(tǒng)集群移動(dòng)通信系統(tǒng) 用于集團(tuán)調(diào)度指揮；用于集團(tuán)調(diào)度指揮； 可用信道為系統(tǒng)的全可用信道為系統(tǒng)的全 體用戶共用，具有自體用戶共用，具有自 動(dòng)選擇信道功能，是動(dòng)選擇信道功能，是 共享資源、分擔(dān)費(fèi)用、共享資源、分擔(dān)費(fèi)用、 共用信道設(shè)備及服務(wù)共用信道設(shè)備及服務(wù) 的多用途、高效能的的多用途、高效能的 無線調(diào)度通信系統(tǒng)。無線調(diào)度通信系統(tǒng)。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概

24、述移動(dòng)通信概述 7、移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)、移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì) 寬帶化、分組化、智能化、綜合化、個(gè)人化寬帶化、分組化、智能化、綜合化、個(gè)人化 寬帶化是通信信息技術(shù)發(fā)展的重要方向之一； IP協(xié)議將成為電信網(wǎng)的主導(dǎo)通信協(xié)議； 核心網(wǎng)絡(luò)綜合化，接入網(wǎng)絡(luò)多樣化； 移動(dòng)智能網(wǎng)技術(shù)與IP技術(shù)的組合將進(jìn)一步推動(dòng)全球 個(gè)人通信的發(fā)展； 網(wǎng)絡(luò)將從以技術(shù)為中心轉(zhuǎn)向以應(yīng)用為中心； IP技術(shù)將成為未來網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。 6.1 6.1 移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信概述 第六章第六章 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 6.1 移動(dòng)通信概述 6.2 移動(dòng)通信的基本技術(shù) 6.3 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.2.2 移動(dòng)通信的組

25、網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù) 6.2.1 移動(dòng)信道特征及抗衰落方法移動(dòng)信道特征及抗衰落方法 6.2 移動(dòng)通信的基本技術(shù)移動(dòng)通信的基本技術(shù) 6.2.1 移動(dòng)信道特征及抗衰落方法移動(dòng)信道特征及抗衰落方法 移動(dòng)信道電波傳播原理 移動(dòng)信道特征 抗衰落方法 蜂窩無線移動(dòng)通信系統(tǒng)中，電磁波傳播機(jī)理多種多樣，但 總體上可歸結(jié)為：反射、繞射和散射。 在城區(qū)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間一般無直射路徑，而高層 建筑產(chǎn)生強(qiáng)烈的繞射損耗。 另外，由于不同物體的多路徑反射，經(jīng)過不同長度路徑 的電磁波相互作用引起多徑損耗。 同時(shí)，隨著發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間距離的不斷增加，引起 電磁波強(qiáng)度的衰減。 移動(dòng)信道電波傳播原理 （1）電磁波的自由

26、空間傳輸 自由空間傳播是指在理想的、均勻的、各向同性的介質(zhì)中 傳播，不發(fā)生反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象，只存在電磁波 能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗的空間。 衛(wèi)星通信和微波視距通信屬于典型的自由空間傳播。 自由空間傳播損耗： kmdMHzf dfL dBfs :,: lg20lg2044.32 移動(dòng)信道電波傳播原理 （2 2）反射：電磁波在不同介質(zhì)交接處，則一部分能量進(jìn)入新介質(zhì)繼續(xù)）反射：電磁波在不同介質(zhì)交接處，則一部分能量進(jìn)入新介質(zhì)繼續(xù) 傳播，另一部分能量在原介質(zhì)中發(fā)生了反射。若電磁波傳輸?shù)嚼硐敕瓷鋫鞑?，另一部分能量在原介質(zhì)中發(fā)生了反射。若電磁波傳輸?shù)嚼硐敕瓷?體的表面，則所有能量都將被反射。體的表

27、面，則所有能量都將被反射。 移動(dòng)信道電波傳播原理 （3 3）繞射：由于處于障礙物前方的各點(diǎn)可作為新的波源產(chǎn)生球面次級(jí)波）繞射：由于處于障礙物前方的各點(diǎn)可作為新的波源產(chǎn)生球面次級(jí)波 ，次級(jí)波在障礙物的后方形成場(chǎng)強(qiáng)，即繞射場(chǎng)強(qiáng)。繞射能使無線電波穿，次級(jí)波在障礙物的后方形成場(chǎng)強(qiáng)，即繞射場(chǎng)強(qiáng)。繞射能使無線電波穿 過障礙物。過障礙物。 移動(dòng)信道電波傳播原理 （4 4）散射：當(dāng)電磁波在粗糙表面上發(fā)生反射時(shí)，反射能量散布于各個(gè)方）散射：當(dāng)電磁波在粗糙表面上發(fā)生反射時(shí)，反射能量散布于各個(gè)方 向，即發(fā)生了散射。一些圓柱形的散射體，如樹木等，可以在所有方向向，即發(fā)生了散射。一些圓柱形的散射體，如樹木等，可以在所有

28、方向 上散射能量，從而增加了接收信號(hào)的能量。上散射能量，從而增加了接收信號(hào)的能量。 移動(dòng)信道電波傳播原理 接收信道統(tǒng)計(jì)分析曲線 （5）移動(dòng)環(huán)境的場(chǎng)強(qiáng)特性 移動(dòng)通信環(huán)境下場(chǎng)強(qiáng)變 化劇烈 場(chǎng)強(qiáng)變化的平均值隨距 離增加而衰減 場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的中值呈 慢速變化（慢衰落） 場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的瞬時(shí)值 呈快速變化（快衰落） 移動(dòng)信道電波傳播原理 6.2.1 移動(dòng)信道特征及抗衰落方法移動(dòng)信道特征及抗衰落方法 移動(dòng)信道電波傳播原理 移動(dòng)信道特征 抗衰落方法 空間傳播損耗-路徑損耗 陰影效應(yīng)-由地形結(jié)構(gòu)引起，表現(xiàn)為慢衰落 多徑效應(yīng)-由移動(dòng)體周圍的局部散射體引起的多 徑傳播，表現(xiàn)為快衰落 多普勒效應(yīng)-由于移動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)速度

29、和方向引起， 多徑條件下將引起多普勒頻譜展寬 移動(dòng)信道特征 （1）陰影效應(yīng) 產(chǎn)生原因：由于發(fā)射端與接收端存在障礙物阻擋造成場(chǎng) 強(qiáng)中值變化；由此產(chǎn)生的衰落稱為陰影衰落。 統(tǒng)計(jì)特性：陰影衰落為慢衰落，服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。 特點(diǎn)： 衰落速率與頻率無關(guān)； 此衰落取決于地形、地物的分布、建筑物高度以及移動(dòng) 體的運(yùn)動(dòng)速度。 解決方案：信道設(shè)計(jì)中留有一定的衰落儲(chǔ)備。 移動(dòng)信道特征 （2）多徑效應(yīng) 產(chǎn)生原因：由于接收端周圍多個(gè)散射體反射電磁波，在 接收端口形成駐波變化的情況。由此產(chǎn)生的衰落稱為多 徑衰落。 統(tǒng)計(jì)特性：多徑衰落為快衰落，服從瑞利分布。 特點(diǎn)： 時(shí)域存在“時(shí)延擴(kuò)展”； 頻域存在“頻率選擇性衰落”-相

30、關(guān)帶寬； 解決方案：采用分集接收技術(shù)。 移動(dòng)信道特征 （3）多普勒效應(yīng) 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中通信時(shí)，接收信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化， 稱為多普勒效應(yīng)。 多普勒頻移： 稱為最大多普勒頻移。其中： 動(dòng)方向的夾角；：入射電波與移動(dòng)臺(tái)運(yùn) ：波長；移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度； / : cos vf v v f m d 移動(dòng)信道特征 6.2.1 移動(dòng)信道特征及抗衰落方法移動(dòng)信道特征及抗衰落方法 移動(dòng)信道電波傳播原理 移動(dòng)信道特征 抗衰落方法 分集接收技術(shù)：接收端對(duì)它收到的多個(gè)衰落特性互相獨(dú) 立（攜帶同一信息）的信號(hào)進(jìn)行待定的處理，以降低信號(hào)的 電平起伏。 抗衰落方法 空間分集技術(shù)-用2個(gè)以上的天線接收同一個(gè)信號(hào) 頻率分集技術(shù)-用

31、2個(gè)以上的載波頻率傳輸 時(shí)間分集技術(shù)-在不同時(shí)間接收同一個(gè)信號(hào) 極化分集技術(shù)-接收垂直和水平極化信號(hào) 抗衰落方法 6.2.2 移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù) 6.2.1 移動(dòng)信道特征及抗衰落方法移動(dòng)信道特征及抗衰落方法 6.2 移動(dòng)通信的基本技術(shù)移動(dòng)通信的基本技術(shù) 6.2.2 移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù) 區(qū)域覆蓋技術(shù) 多址技術(shù) 蜂窩系統(tǒng)-“小區(qū)制”系統(tǒng) 將所要覆蓋的地區(qū)劃分為若干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的半徑 可視用戶的分布密度在1-10km左右,在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站 為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶服務(wù)。 - 蜂窩分類 宏蜂窩 (Macro-cell) 2-20km 微蜂窩 (Micro-ce

32、ll) 0.42 km 微微蜂窩 (Pico-cell) 400m 區(qū)域覆蓋技術(shù) 小區(qū) 小區(qū)形狀的確定小區(qū)形狀的確定 小區(qū)的實(shí)際覆蓋小區(qū)的實(shí)際覆蓋 區(qū)域覆蓋技術(shù) “頻率復(fù)用”的概念 特點(diǎn)：用戶容量大，服務(wù)性能較好，頻譜利用率較高， 用戶終端小巧且電池使用時(shí)間長，輻射小等 問題：系統(tǒng)復(fù)雜，越區(qū)切換、漫游，位置登記、更新和 管理以及系統(tǒng)鑒權(quán)等。 區(qū)域覆蓋技術(shù) 頻率復(fù)用：處在不同位置(不同小區(qū))上的用戶可以同時(shí) 使用相同頻率的信道 可以極大地提高頻譜利用率 如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不好，將產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾 C C1 1C C1 1 f f1 1 P P0 0 f f1 1 P P0 0R RR RD D D

33、：同頻復(fù)用距離 R：小區(qū)半徑 區(qū)域覆蓋技術(shù) 區(qū)群？ 通常由若干個(gè)鄰接小區(qū)構(gòu)成區(qū)群，再由區(qū)群披此鄰 接構(gòu)成整個(gè)服務(wù)區(qū)； 為防止同頻干擾，同一區(qū)群中的小區(qū)，不得使用相 同的頻率；且鄰接區(qū)群中的同頻小區(qū)中心間距相等； 區(qū)域覆蓋技術(shù) 區(qū)群中小區(qū)數(shù)應(yīng)滿足的關(guān)系式： N=i2+ij+j2，i、j為不同時(shí)為零的正整數(shù)。 N可能的取值見下表所示。 區(qū)域覆蓋技術(shù) C C1 1C C1 1 f f1 1 P P0 0 f f1 1 P P0 0R RR RD D (D/R)(D/R)2 2=3=3N N DD頻率復(fù)用距離頻率復(fù)用距離 RR小區(qū)半徑小區(qū)半徑 NN頻率復(fù)用因子頻率復(fù)用因子 區(qū)域覆蓋技術(shù) 區(qū)域覆蓋技術(shù)

34、激勵(lì)方式 中心激勵(lì) 基站位于小區(qū)中央，采用全 向天線實(shí)現(xiàn)無線區(qū)覆蓋； 頂點(diǎn)激勵(lì) 在每個(gè)六邊型的三個(gè)頂角上 設(shè)置基站，采用120度扇形輻射 的定向天線實(shí)現(xiàn)無線區(qū)覆蓋。 圖 激勵(lì)方式示意圖 區(qū)域覆蓋技術(shù) 小區(qū)分裂 隨著城市建設(shè)的發(fā) 展，為適應(yīng)新的用戶密 度變化，可采用“小區(qū) 分裂”的方法，即將原 有的無線小區(qū)進(jìn)一步細(xì) 分，以增大系統(tǒng)的容量 和密度。 圖 增加新基站的分裂 區(qū)域覆蓋技術(shù) 6.2.2 移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù) 區(qū)域覆蓋技術(shù) 多址技術(shù) 多址技術(shù)多址技術(shù) 多址技術(shù)：在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，有許多用戶都要同時(shí)通過同一個(gè)基站 和其他用戶進(jìn)行通信，因而，必須對(duì)不同用戶和基站發(fā)出的信號(hào)賦予

35、不同特征，使基站能從眾多用戶臺(tái)的信號(hào)中區(qū)分出是哪一個(gè)用戶臺(tái)發(fā) 出來的信號(hào)，而各用戶臺(tái)又能識(shí)別出基站發(fā)出的信號(hào)中哪個(gè)是發(fā)給自 己的信號(hào)。 多址方式的類型有：即頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址 (CDMA)和空分多址(SDMA)。 頻分多址 (FDMA)：按頻道劃分用戶，頻帶獨(dú)享，時(shí)間共享 時(shí)分多址 (TDMA)：按時(shí)隙劃分用戶，時(shí)隙獨(dú)享，頻率共享 碼分多址 (CDMA)：按碼型劃分用戶，時(shí)隙/頻率共享 空分多址 (SDMA)：按空間角度劃分用戶，頻率/時(shí)隙/碼型 共享 多址技術(shù)多址技術(shù) （1 1）頻分多址（）頻分多址（FDMAFDMA） Power Frequency Tim

36、e FDMA 將給定的頻譜資源劃分為若干個(gè)等間隔的頻道供不同的 用戶使用。 多址技術(shù)多址技術(shù) （1 1）頻分多址（）頻分多址（FDMAFDMA） 用戶識(shí)別：頻道號(hào)（在頻譜域?qū)崿F(xiàn)了用戶的正交分割）； 特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，以頻道區(qū)分用戶地址，一個(gè)頻道傳輸一 路模擬/數(shù)字話路； 以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)，需嚴(yán)格的頻率規(guī)劃，是頻率受限和干 擾受限系統(tǒng)； 對(duì)功控的要求不高，硬件設(shè)備取決于頻率規(guī)劃和頻道設(shè)置； 應(yīng)用：模擬/數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)； 多址技術(shù)多址技術(shù) （2 2）時(shí)分多址（）時(shí)分多址（TDMATDMA） Frequency PowerTime FDMA/TDMA 把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分為若

37、干個(gè)時(shí)隙供 用戶作信道使用。 多址技術(shù)多址技術(shù) （2 2）時(shí)分多址（）時(shí)分多址（TDMATDMA） 用戶識(shí)別：時(shí)隙（在時(shí)間域?qū)崿F(xiàn)了用戶的正交分割）； 特點(diǎn)： 以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)，小區(qū)內(nèi)以時(shí)隙區(qū)分用戶； 每個(gè)時(shí)隙傳輸一路數(shù)字信號(hào)，軟件對(duì)時(shí)隙動(dòng)態(tài)配置； 系統(tǒng)要求嚴(yán)格的系統(tǒng)定時(shí)同步； 是時(shí)隙受限和干擾受限系統(tǒng)； 應(yīng)用：GSM系統(tǒng)（載頻間隔：200KHz，每頻道8個(gè)時(shí)隙）； 多址技術(shù)多址技術(shù) 在CDMA通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不 同或時(shí)隙不同來區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分，或者說， 靠信號(hào)的不同波形來區(qū)分。 （3 3）碼分多址（）碼分多址（CDMACDMA） Freque

38、ncyCDMA Power Time 多址技術(shù)多址技術(shù) 用戶識(shí)別：碼型（在碼域?qū)崿F(xiàn)用戶的正交分割）； 特點(diǎn)： 每個(gè)基站只需一個(gè)射頻系統(tǒng)； 每個(gè)碼傳輸一路數(shù)字信號(hào)，每個(gè)用戶共享時(shí)間和頻率； 是一個(gè)多址干擾受限系統(tǒng)； 需要嚴(yán)格的功率控制； 需要定時(shí)同步； 軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大； 抗衰落、抗多徑能力強(qiáng)； 應(yīng)用：IS-95 CDMA系統(tǒng)、cdma2000系統(tǒng)、WCDMA系統(tǒng)； （3 3）碼分多址（）碼分多址（CDMACDMA） 多址技術(shù)多址技術(shù) （4 4）空分多址（）空分多址（SDMASDMA） 通過空間的分割 來區(qū)別不同的用戶， 即通過控制用戶的空 間輻射能量，使用定 向波束天線來服務(wù)于 不同

39、的用戶。依靠智 能天線實(shí)現(xiàn)。 多址技術(shù)多址技術(shù) 第六章第六章 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 6.1 移動(dòng)通信概述 6.2 移動(dòng)通信的基本技術(shù) 6.3 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.4 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.3.2 CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 6.3 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) GSM原意為“Group Special Mobile”移動(dòng)特別小組， 1991年在歐洲開通了第一個(gè)系統(tǒng)，工作頻率為900MHz。 同時(shí)MoU組織為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和注冊(cè)了市場(chǎng)商標(biāo)，將GSM 更名為Global System for Mobile Communication，俗稱 “全

40、球通”。 同年，移動(dòng)特別小組還完成了制定1800MHz頻段的公共 歐洲電信業(yè)務(wù)的規(guī)范，名為DCS1800系統(tǒng)。 GSM900和DCS1800就是我們平常講的“雙頻網(wǎng)絡(luò)”， 兩系統(tǒng)功能相同，主要是工作頻率不同。 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 圖 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （1） MSC PSTN GMSCVMSC BSS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功

41、能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （2） HLR 中央數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)其所轄區(qū)的所有移動(dòng)用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。 用戶數(shù)據(jù)包括 靜態(tài)數(shù)據(jù)： 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)： 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （3） VLR 動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)來訪移動(dòng)用戶 的有關(guān)數(shù)據(jù)； 這些數(shù)據(jù)是從該移動(dòng)用戶的HLR中獲取并進(jìn)行暫存的，一 旦移動(dòng)用戶離開該VLR的控制區(qū)域， 則臨時(shí)存儲(chǔ)的該移 動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)就會(huì)被消除； 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （4）鑒權(quán)中心（AUC） 對(duì)移動(dòng)用戶鑒權(quán)，防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)； 對(duì)無線鏈路上的話音、 數(shù)據(jù)和信令信息進(jìn)行保

42、密等， 保證無線通信安全； AUC中存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （5） 移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR） 存儲(chǔ)移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI），對(duì)移動(dòng)設(shè) 備進(jìn)行識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能； 有三種表格清單 白色清單：移動(dòng)設(shè)備準(zhǔn)許使用； 灰色清單：可使用，但處于監(jiān)測(cè)狀態(tài)下； 黑色清單：失竊而不準(zhǔn)使用； 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 操作支持子系統(tǒng)（OSS） 操作支持子系統(tǒng)（OSS）需完成許多任務(wù)，包括移動(dòng)用戶 管理、移動(dòng)設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護(hù)。 包括網(wǎng)路管理中心（NMC）、安全性管理中心（SEMC）

43、、 用于用戶識(shí)別卡管理的個(gè)人化中心（PCS）、用于集中計(jì) 費(fèi)管理的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)（DPPS）等功能實(shí)體。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （1）移動(dòng)臺(tái)國際ISDN號(hào)碼（MSISDN） MSISDN = CC + NDC + SN CC：國家代號(hào)，中國為86； NDC：國內(nèi)地區(qū)碼，中國移動(dòng)為139、； SN：移動(dòng)用戶號(hào)碼（包含HLR識(shí)別碼）； GSMGSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) GSMGSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 （2）國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI） IMSI = MCC + MNC + MSIN MCC：移動(dòng)用戶所屬國家代號(hào)

44、，中國為460； MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)碼，中國移動(dòng)為00； MSIN：移動(dòng)用戶識(shí)別碼，由10位數(shù)字組成； 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （3）移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼（MSRN） 這是針對(duì)移動(dòng)用戶的移動(dòng)特性而設(shè)置的號(hào)碼，其組成如下： OXYZ為被訪地的長途區(qū)號(hào)；PQR為被訪地未使用的一個(gè)端 局號(hào)；ABCD為臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的漫游號(hào)碼。 當(dāng)一個(gè)HLR管轄多個(gè)MSC時(shí)，它們可公用一個(gè)端局號(hào)。 GSMGSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （4）移動(dòng)用戶臨時(shí)識(shí)別碼（TMSI） 使用TMSI代替IMSI，保證IMSI碼的安全； 不超過4個(gè)字節(jié)，格式由各運(yùn)營商決定； GSMGSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃

45、系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （5）國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI） IMEI是唯一用來識(shí)別移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的號(hào)碼，稱作系列 號(hào)或串號(hào)，它可防止非法移動(dòng)臺(tái)設(shè)備使用移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)。 GSMGSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （6）位置區(qū)識(shí)別碼（LAI） LAI=MCC+ MNC+ LAC MCC：移動(dòng)用戶所屬國家代號(hào)，中國460； MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)碼，中國移動(dòng)00； LAC：位置區(qū)碼，2字節(jié)16進(jìn)制編碼； GSMGSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) GSMGSM系統(tǒng)的主要參數(shù)系統(tǒng)的主要參數(shù) 發(fā)射頻帶(MHZ)基站935960移動(dòng)臺(tái)89091

46、5 雙工間隔45MHZ 載頻帶寬200KHZ 射頻雙工信道總數(shù)124 小區(qū)半徑（KM）最小0.5最大35 多址接入方式TDMA/FDMA 傳輸速率（kbps）270.833 全速率話音編譯碼比特率（kbps）13 國際漫游能力有 每載頻信道數(shù)全速率8半速率16 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 時(shí)間 0 1 2 3 4 5 6 7fn fn+1 fn+2 fn+3 fn+4 幀 4.6 ms 時(shí)隙 577s 200 kHZ = 物理信值 頻率 多址技術(shù)：FDMA/TDMA 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 工作頻段 信道間隔：信道間隔： 200kHz 1710 178518051880 雙工距離雙工距離

47、: 95 MHz 890915935960 雙工距離雙工距離 : 45 MHz GSM 900 : GSM 1800 : 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 信道分類 物理信道：一個(gè)載頻上的TDMA幀的一個(gè)時(shí)隙； 邏輯信道：根據(jù)在某個(gè)物理信道上傳輸信息類型不 同，定義了若干邏輯信道；邏輯信道分類如下： 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 頻率較正 信道 FCCH 同步信道 SCH 廣播控制 信道 BCCH 廣播信道BCH 尋呼信道 PCH 準(zhǔn)許接入信道 AGCH 隨機(jī)接入信道 RACH 公用控制 信道 CCCH 獨(dú)立專用控制 信道 SDCCH 慢速輔助控制 信道 SACCH 快速輔助控制 信道 FACCH 專

48、用控制 信道 DCCH 業(yè)務(wù)信道 TCH 控制信道CH 信道分類 （下行） （下行） （下行） （下行） （下行） （上行） （上/下行） （上/下行） （上/下行） 信道分類 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （1）業(yè)務(wù)信道（TCH） 用于傳送編碼后的語音或用戶數(shù)據(jù)，分上行信道和下行信道。 （2）控制信道（CCH） 控制信道用于傳送控制呼叫進(jìn)程的信令或同步數(shù)據(jù)。 信道分類 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 控制信道（CCH） 廣播信道（BCH） “一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”單向控制信道，用于BS向MS廣播公用信息； 頻率校正信道（FCCH） 同步信道（SCH） 廣播控制信道 （BCCH） 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)

49、控制信道（CCH） 共用控制信道（CCCH） “一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”雙向控制信道，用于呼叫接續(xù)階段 傳輸鏈路連接所需的控制信令； 尋呼信道（PCH） 隨機(jī)接入信道（RACH） 準(zhǔn)許接入信道（AGCH） 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 控制信道（CCH） 專用控制信道（DCCH） “點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”雙向控制信道，傳輸在呼叫接續(xù)階段 和通信進(jìn)行當(dāng)中所需的控制信息； 獨(dú)立專用控制信道（SDCCH） 慢速輔助控制信道（SACCH） 快速輔助控制信道（FACCH） 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) GSMGSM系統(tǒng)的工作過程系統(tǒng)的工作過程 呼叫接續(xù)呼叫接續(xù) 越區(qū)切換越區(qū)切換 位置更新位置更新 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 位置更新

50、位置更新 定義：移動(dòng)通信網(wǎng)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，而對(duì)其 位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過程； 在GSM系統(tǒng)中，位置信息存儲(chǔ)在HLR和VLR中； （1）位置區(qū) GSM蜂窩系統(tǒng)把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)劃分為許多位置 區(qū)，并以不同的LAI碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)，此標(biāo)識(shí)在BCCH信道中 傳送。 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) BTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTS BSCBSCBSC V LR M SC V LR M SCH LR LA 1 LA 2 LA 3 LA 4 位置更新位置更新 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （2）位置登記的三個(gè)步驟： 在管理新LA的VLR中登記MT； 修改HLR中記錄服務(wù)該MT

51、的新VLR的ID號(hào)； 在舊VLR和MSC中注銷該MT。 位置更新位置更新 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) GSMGSM系統(tǒng)的工作過程系統(tǒng)的工作過程 呼叫接續(xù)呼叫接續(xù) 越區(qū)切換越區(qū)切換 位置更新位置更新 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 越區(qū)切換越區(qū)切換 （1）定義 將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動(dòng)臺(tái)與BS之間的通信鏈路從當(dāng) 前BS轉(zhuǎn)移到另一個(gè)BS的過程； 該過程也稱為自動(dòng)鏈路轉(zhuǎn)移ALT（automatic link transfer）。 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （2）越區(qū)切換方式 硬切換：在新連接建立以前，先中斷舊的連接。 （eg，TACS、GSM系統(tǒng)） 越區(qū)切換越區(qū)切換 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （2）越區(qū)

52、切換方式 軟切換：在與新BS建立可靠連接之后再中斷舊鏈路。 （eg，IS-95系統(tǒng)） 越區(qū)切換越區(qū)切換 要求：軟切換只能在同一頻率的信道間進(jìn)行。 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 同一個(gè)BSC，不同小區(qū) 同一個(gè)MSC/VLR，不同BSC 不同MSC/VLR的區(qū)間切換 （3）GSM系統(tǒng)中的越區(qū)種類 越區(qū)切換越區(qū)切換 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) BSCMSC VLR 新鏈路 原鏈路 同一BSC的越區(qū)切換 BSCMSC VLR 新鏈路原鏈路 BSC2 同一個(gè)MSC/VLR，不同BSC間的越區(qū)切換 BSCMSC 1 VLR 新鏈路 BSC 2 MSC 2 VLR 原鏈路 不同MSC的越區(qū)切換 6.3.1 G

53、SM系統(tǒng)系統(tǒng) GSMGSM系統(tǒng)的工作過程系統(tǒng)的工作過程 呼叫接續(xù)呼叫接續(xù) 越區(qū)切換越區(qū)切換 位置更新位置更新 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 呼叫接續(xù)呼叫接續(xù) （1）移動(dòng)用戶主呼 移動(dòng)用戶向固定用戶發(fā)起呼叫。 （2）移動(dòng)用戶被呼 固定用戶向移動(dòng)用戶發(fā)起呼叫。 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （1）移動(dòng)用戶主呼 若MS處于激活且空閑狀態(tài)，要建立一個(gè)呼叫，只 需撥被叫用戶號(hào)碼，再按“發(fā)送”鍵，MS便開始啟動(dòng) 呼叫程序： MS進(jìn)入“初始化”過程； 網(wǎng)絡(luò)對(duì)MS進(jìn)行“鑒權(quán)”、“加密”處理； 建立至被叫用戶的呼叫； 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （2）移動(dòng)用戶被呼 首先，完成對(duì)MS的位置定位； 其次，對(duì)MS進(jìn)行“尋

54、呼”； 再次，MS收到尋呼后，進(jìn)入“初始化”過程； 最后，完成“呼叫接續(xù)”； 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 6.3.2 CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 6.3.1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 6.3 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 CDMA CDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸 6.3.2 CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) CDMACDMA發(fā)展歷史和現(xiàn)狀發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 9090年代初，年代初，QualcommQualcomm公司首次將公司首次將CDM

55、ACDMA技術(shù)引入民用通信領(lǐng)域；技術(shù)引入民用通信領(lǐng)域； 19931993年，第一個(gè)年，第一個(gè)CDMACDMA標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IS-95IS-95發(fā)布；發(fā)布； 19961996年，年，CDMACDMA標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IS-95AIS-95A發(fā)布；發(fā)布； 20002000年，年，CDMA2000-1XCDMA2000-1X標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IS-2000 Release 0 IS-2000 Release 0 、Release ARelease A 出臺(tái)；出臺(tái)； 20002000年，年，1XEV-DO1XEV-DO、1XEV-DV1XEV-DV等寬帶等寬帶CDMACDMA技術(shù)紛紛出臺(tái)，部分技術(shù)紛紛出臺(tái)，部分 提案已經(jīng)被提案

56、已經(jīng)被3GPP23GPP2采納；采納； CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 幾種流行的多址技術(shù)：幾種流行的多址技術(shù)： FDMA 頻分多址頻分多址 每個(gè)用戶使用不同的頻率每個(gè)用戶使用不同的頻率 一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率 TDMA 時(shí)分多址時(shí)分多址 每個(gè)用戶使用不同的時(shí)隙每個(gè)用戶使用不同的時(shí)隙 一個(gè)信道就是特定頻率的特定時(shí)隙一個(gè)信道就是特定頻率的特定時(shí)隙 CDMA 碼分多址碼分多址 一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一種獨(dú)特的碼序列。一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一種獨(dú)特的碼序列。 每個(gè)用戶使用相同的頻率，但采用不同每個(gè)用戶使用相同的頻率，但采用不同 的碼序列。的碼序列。 Frequency Tim

57、e Power Frequency Time Power Frequency Time Power FDMA TDMA CDMA 信道：信道： 通過傳輸媒介為一個(gè)用戶傳送信息通過傳輸媒介為一個(gè)用戶傳送信息 的專用通路。的專用通路。 CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸 6.3.2 CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 多址干擾 CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，所有用戶在通信過程中 都使用同一載波，占

58、用相同的帶寬，即共享同一無線頻道， 所以其中任一用戶的通信均會(huì)對(duì)其他用戶造成干擾，即 “多址干擾”；且同時(shí)通話的用戶數(shù)越多，相互間的干擾 越大。 CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) 遠(yuǎn)近效應(yīng) 由于系統(tǒng)中的許多電臺(tái)共用一個(gè)頻率發(fā)送或接收信 號(hào)，因而近地強(qiáng)信號(hào)壓制遠(yuǎn)地弱信號(hào)的現(xiàn)象； CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) K信道 K+1信道 功率控制 為了獲得高質(zhì)量和高的容量，所有的信號(hào)不管離 基站遠(yuǎn)近，到達(dá)基站的信號(hào)功率都應(yīng)該相同，且剛達(dá) 到BS所需的信噪比；反之一樣。 CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) 類比: 國際性集會(huì) -同一房間（頻率）的多個(gè)交談 -

59、使用不同的語言（碼分） 背景噪聲 -每一對(duì)話的音量要控制到最小(功率控制） 自干擾 CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn)蜂窩通信系統(tǒng)特點(diǎn) CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸 6.3.2 CDMACDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 在CDMA系統(tǒng)中，除要傳輸業(yè)務(wù)信息外，還要傳輸各種 控制信息，即CDMA系統(tǒng)配置了各種邏輯信道，它們均是由 不同的碼序列區(qū)分。 CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸 1、正向邏輯信道 導(dǎo)頻信道（Pilot ch

60、annel） 傳輸由BS連續(xù)發(fā)送的不包含信息數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信息； 同步信道（ Sync channel ） 主要用于傳輸同步信息，MS利用它進(jìn)行同步捕獲； 尋呼信道（ Paging channel ） 供BS在呼叫建立階段傳輸尋呼控制信息給MS； 正向業(yè)務(wù)信道（ Forward Traffic channel ） 傳輸話音編碼數(shù)據(jù)或其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和少量隨路信令； CDMACDMA蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸蜂窩通信系統(tǒng)的無線傳輸 2、反向邏輯信道 接入信道（ Access channel ） MS通過它向BS發(fā)起呼叫、響應(yīng)BS發(fā)來的尋呼信息及進(jìn)行登 記注冊(cè)； 反向業(yè)務(wù)信道（ Reverse Traffic